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根据麻省理工学院和哈佛大学公共卫生学院(HSPH)研究人员的一项新研究,一些纳米颗粒通常会添加到成千上万的消费品中,一些纳米颗粒会严重损害DNA,这些产品包括化妆品,防晒霜,服装和其他常见物品,含有制造商添加的纳米粒子,其中包括改善质地,杀死微生物或增加保质期但目前的研究表明这些微小的粒子可能对细胞有毒

例如,研究人员发现氧化锌纳米粒子,通常用于防晒,阻挡紫外线,显着损害DNA纳米银,其已添加到玩具,牙膏,衣服和其他产品的抗菌性能,也产生广泛的DNA损害美国食品和药物管理局(FDA)如果已经证明散装材料,则不要求制造商为给定材料测试纳米级添加剂安全然而,有证据表明这些材料的纳米颗粒形式可能不安全,因为它们的尺寸非常小,物理,化学和生物特性也不同

它们也可以更容易地穿透细胞“问题是如果一个纳米粒子是由一种被认为是安全材料的东西制成的,它通常被认为是安全的

那里有人关心,但这是一场艰苦的战斗,因为一旦这些东西投入生产,就很难撤消,“Bevin Engelward教授说

麻省理工学院生物工程学博士和当前研究的首席研究员恩格勒德和HSPH纳米技术与纳米毒理学中心主任Philip Demokritou教授利用高速筛选技术分析纳米粒子引起的DNA损伤,让他们研究潜力比以前更快的速度和更大规模的危害研究人员专注于五种类型的工程师纳米粒子 - 银,氧化锌,氧化铁,氧化铈和二氧化硅(也称为无定形二氧化硅) - 在工业上使用这些纳米材料中的一些可以产生称为活性氧的自由基,它可以改变DNA此外,一旦这些颗粒进入体内,它们可能在组织中积聚,造成更大的损害“监测和评估这些材料可能具有的毒性或危害是必不可少的

这些材料有很多种,不同的尺寸和形状,它们HSPH的博士后Christa Watson和ACS Nano期刊发表的一篇论文的主要作者Christa Watson说:“这种毒理学筛选平台为我们提供了一种评估工程纳米材料的标准化方法

目前正在开发和使用,“她说,研究人员说,他们希望筛选技术也可用于帮助设计更安全的形式纳米粒子,已经与商业伙伴合作创造更安全的紫外线阻挡纳米粒子到目前为止,纳米粒子毒性的大多数研究都集中在暴露后的细胞存活,而很少有人研究过基因毒性 - 破坏DNA的能力尽管遗传毒性可能不一定杀死一个细胞,如果不修复DNA损伤就会导致癌症突变研究细胞DNA损伤的常用方法就是所谓的“彗星试验”,命名为彗星形状的涂片,在测试过程中损坏DNA形态

程序基于凝胶电泳,这是一种测试,其中电场被施加到放置在基质中的DNA,迫使DNA在凝胶上移动

在电泳过程中,受损的DNA比未受损的DNA传播更远,产生彗尾形状测量方法远在DNA可以旅行显示已经发生了多少DNA损伤然而,这个程序,虽然高度敏感,是非常乏味的2010年,恩格尔沃德和麻省理工学院教授桑吉ta Bhatia开发了一种更快速的彗星测定版本被称为CometChip,它采用微细加工技术,允许单个细胞被困在基质内的微小微孔中,从而可以在以前的时间内处理多达1,000个样品

只处理30个样本这使研究人员可以一次测试几十个实验条件,可以使用成像软件进行分析 在目前的研究中,研究人员使用CometChip测试纳米粒子对两种常用于毒性研究的细胞的影响 - 淋巴母细胞,一种人体血细胞和中国仓鼠卵巢细胞的永生化系

结果显示氧化锌和银在两种细胞系中产生最大的DNA损伤浓度为10微克/毫升 - 剂量不足以杀死所有细胞 - 这些产生了大量的单链DNA断裂,研究发现通常在食品和药品生产过程中添加的二氧化硅产生非常低水平的DNA损伤,而氧化铁和氧化铈也表现出较低的遗传毒性

研究人员说,需要进一步的研究来确定金属氧化物纳米粒子的暴露量是多少

人类“我们所面临的最大挑战是人们关注暴露生物学,决定什么时候是危险的,何时不是,基于剂量水平在低水平,可能这些都很好,“Engelward说”问题是:它在什么程度上成为问题,需要多长时间才能注意到

“纳米粒子最受关注的领域之一儿童和胎儿接触可能更容易受到DNA损伤,因为他们的细胞分裂比成人细胞更频繁

职业接触纳米颗粒也是一个重要的关注领域研究人员说,最常见的工程纳米粒子进入体内的途径是通过皮肤,肺和胃他们正在研究纳米粒子对这些类型的细胞的遗传毒性,以及研究其他工程纳米粒子的影响

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